Где и когда произошло:
Казахстан, Карагандинская область, г. Абай, центральная обогатительная фабрика «Восточная» (угольный департамент АО «АрселорМиттал Темиртау», ныне Qarmet). Дробильно-сортировочное отделение главного корпуса, узел вторичного дробления рядового угля молотковой дробилкой СМД-114. Октябрь 2021 года, ночная смена, 02:15.
Что произошло (хроника ЧП):
В дробильном отделении производилось измельчение коксующегося каменного угля марки КЖ до фракции 0–25 мм. Из-за износа уплотнений перегрузочной течки конвейера и частичного обесточивания системы мокрого пылеподавления (форсунки гидрообеспыливания не работали из-за забитого водяного фильтра) концентрация угольной пыли в воздухе дробильного зала превысила взрывоопасный порог.
Вместе с потоком рядового угля по ленточному конвейеру прошел кусок негабаритной пустой породы с включением стального зуба ковша карьерного погрузчика. Подвесной электромагнитный железоотделитель над лентой был отключен оператором за две смены до этого из-за ложных срабатываний на конвейерные стыковые скобы.
Металлический предмет попал в рабочую камеру вращающейся со скоростью 980 об/мин молотковой дробилки. Ударившись о колосниковую решетку и тяжелые стальные молотки, фрагмент высек серию искр высокой энергии. В замкнутом объеме камеры произошел первичный взрыв тонкодисперсной угольной пыли. Хлопок сорвал смотровой люк дробилки, поднял в воздух тонны осевшей на строительных конструкциях сухой пыли и вызвал вторичный объемный взрыв по всему помещению галереи.
Механика аварии:
- Параметры взрываемости угольной пыли: Для угля с выходом летучих веществ свыше 15% взрывоопасная концентрация взвеси (аэрозоля) в воздухе начинается с 30–40 г/м³. В условиях неработающей системы пылеподавления концентрация в дробильной камере и вокруг нее превышала 150 г/м³.
- Фрикционное искрообразование: Соударение стального зуба погрузчика из закаленной марганцовистой стали (110Г13Л) о литые молотки дробилки на линейной скорости свыше 40 м/с породило искровой сноп с температурой частиц более 1200 °C. Минимальная энергия зажигания для взвешенной угольной пыли составляет всего 20–50 мДж.
- Двухфазная детонация:
- Первичный хлопок в камере: Локальное воспламенение внутри корпуса дробилки (объем около 6 м³) создало начальную взрывную волну с избыточным давлением около 0,4–0,6 атм.
- Волновое взвихривание (аэродинамический смет): Волна первичного взрыва прокатилась по дробильному залу со скоростью звука, сорвав со стальных балок, ферм перекрытия и кабельных эстакад осевший слой пыли (аэрогель превратился в аэрозоль).
- Вторичный объемный взрыв: Следом за фронтом ударной волны шел фронт пламени. Огромное взвихренное облако сдетонировало во всем объеме помещения (более 1800 м³). Давление в замкнутом контуре за 45 миллисекунд выросло до 7–8 атмосфер ($700\text{–}800\text{ кПа}$).
- Разрушение строительного контура: Монолитные железобетонные плиты ограждения и оконные проемы промздания выбило наружу взрывной волной, вызвав частичное обрушение межэтажного перекрытия дробильного отделения.
Последствия:
Дробильщик 4-го разряда и дежурный слесарь находились на площадке обслуживания в 4 метрах от корпуса дробилки.
- Баротравма и кинетический удар: Фронт ударной волны с давлением свыше 5 атмосфер сорвал людей с технологической площадки и отбросил на несущую колонну здания. Множественные сочетанные травмы: закрытая черепно-мозговая травма, размозжение костей лицевого скелета, двусторонний разрыв легких, тотальный перелом реберного каркаса.
- Термическое поражение: Огненный шар температурой свыше 1100 °C мгновенно сжег кислород в отделении. Произошел ожог дыхательных путей раскаленными продуктами горения, термические ожоги III–IV степени более 90% поверхности тела. Оба работника скончались на месте происшествия до прибытия подразделений ВГСЧ (военизированной горноспасательной части).
- Вторичный пожар: Огонь перекинулся на транспортерные ленты магистральных конвейеров, уничтожив более 120 погонных метров резинотканевой ленты и обесточив смежные технологические линии.
Грубейшие нарушения:
- Эксплуатация дробильного оборудования с отключенным или неисправным подвесным железоотделителем на подающем конвейере.
- Работа дробилок при неисправной или забитой системе аспирации и мокрого гидрообеспыливания (подача воды на орошение узлов перегрузки не велась).
- Накопление слоев сухой угольной пыли на металлоконструкциях, фермах и оборудовании без проведения регулярной гидросмывной или вакуумной уборки.
- Отсутствие или блокировка взрыворазрядных панелей (взрыворазрядителей) на корпусе дробилки, предназначенных для сброса энергии взрыва по отводящему каналу наружу здания.
- Нахождение персонала в опасной зоне дробильного отделения без включенной приточно-вытяжной аварийной вентиляции.
Как выжить (инструкция по взрывобезопасности в дробильных отделениях и на обогатительных фабриках):
- Железоотделитель — абсолютный стоп-фактор: Подача угля в молотковые, роторные и щековые дробилки категорически запрещена при отключенном электромагнитном металлоуловителе. На конвейере устанавливается автоматическая взаимоблокировка: остановка железоотделителя обязана автоматически обесточивать подающий конвейер.
- Постоянное мокрое пылеподавление: Все узлы перегрузки и рабочие зоны дробилок должны быть оборудованы работающими форсунками туманообразования или водяного орошения. Факел распыла воды должен полностью перекрывать входную горловину дробилки. Нет воды на форсунках — кнопка «Стоп» на пульте дробильщика нажимается немедленно.
- Уборка только гидросмывом: Запрещено производить сухую уборку пыли метлами или сжатым воздухом. Уборка помещений пылеемких производств производится исключительно мокрым способом (смыв водой из пожарных гидрантов) либо передвижными взрывозащищенными вакуумными установками. Толщина слоя осевшей пыли на конструкциях более 1–2 мм недопустима.
- Взрыворазрядители наружу: Корпус любой скоростной дробилки обязан оснащаться взрыворазрядными клапанами мембранного типа с выводом трубопровода сброса через наружную стену здания. Энергия первичного хлопка должна вылетать на открытый воздух, а не рвать корпус в цех.
- При хлопке или снопе искр: Если оператор через смотровое окно или разгрузочную щель видит свечение, серию искр или слышит глухой щелчок детонации — не приближаться к кнопке местного поста. Немедленно упасть на пол за ближайшее железобетонное укрытие, закрыть голову руками, защищая лицо от ожогового фронта, и ползком покидать галерею в сторону запасного эвакуационного выхода.